波形钢腹板桥研究与应用PPT资料.ppt
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凝土顶、底板,而剪力则完全由钢腹板承担,且剪应力在腹板上作均匀分布。
波形钢腹板主要作用在于抗剪,故波形钢腹板的厚度与形状取决于抗剪强度波形钢腹板主要作用在于抗剪,故波形钢腹板的厚度与形状取决于抗剪强度与剪切屈曲稳定性的需要。
与剪切屈曲稳定性的需要。
(22)波形钢腹板预应力砼箱梁的另一技术特点是)波形钢腹板预应力砼箱梁的另一技术特点是通常采用体内、体外通常采用体内、体外预应力索并用的方式:
预应力索并用的方式:
即在混凝土顶板、底板中配置纵向预应力筋,用以抵即在混凝土顶板、底板中配置纵向预应力筋,用以抵抗施工时的荷载及自重。
在箱内配置体外预应力束,通过转向块来转向并最抗施工时的荷载及自重。
在箱内配置体外预应力束,通过转向块来转向并最终锚固在横隔板上,实现曲线或折线配筋,以体外索来承担外荷载的作用,终锚固在横隔板上,实现曲线或折线配筋,以体外索来承担外荷载的作用,因此有必要时,可以在使用期间封闭交通来更换体外索。
因此有必要时,可以在使用期间封闭交通来更换体外索。
结构要点结构要点(3)波形钢腹板节段之间及与上、下混凝土板的连接:
)波形钢腹板节段之间及与上、下混凝土板的连接:
波形钢腹板波形钢腹板的预制节段之间一般通过高强螺栓或现场焊接的方式连接,波形钢板与混的预制节段之间一般通过高强螺栓或现场焊接的方式连接,波形钢板与混凝土顶底板的连接:
一是非埋入式连接,在波形钢板的上下端部焊接钢板,凝土顶底板的连接:
一是非埋入式连接,在波形钢板的上下端部焊接钢板,钢板上焊接剪力钉(柱型螺栓),使之与混凝土板结合在一起。
二是埋入钢板上焊接剪力钉(柱型螺栓),使之与混凝土板结合在一起。
二是埋入式连接,在波形钢板上打孔。
穿过钢筋(贯通钢筋),再在钢板的上、下式连接,在波形钢板上打孔。
穿过钢筋(贯通钢筋),再在钢板的上、下端部焊接纵向钢筋(约束钢筋)并埋入混凝土的结合方法。
端部焊接纵向钢筋(约束钢筋)并埋入混凝土的结合方法。
(1)自重降低自重降低,抗震性能好抗震性能好:
其桥梁自重与一般的预应力混凝土箱梁桥相比大为减轻,地震激励作用效果显著降低。
(2)节约建筑材料节约建筑材料,改善经济指标:
改善经济指标:
大幅度减轻了上部结构的自重,减少于混凝土、预应力钢材、钢筋用量,并使下部结构的工程量获得减少,从而降低了工程总造价;
(3)改善结构性能改善结构性能,提高预应力效率:
提高预应力效率:
波形钢腹板的纵向刚度较小,几乎不抵抗轴向力,因而在不承受预应力,纵向预应力束可以集中加载于上、下翼缘板,从而有效地提高预应力效率;
(4)各种材料各尽所能各种材料各尽所能,充分发挥其效率:
充分发挥其效率:
在波形钢腹板PC箱梁桥中,混凝土用来抗弯,而波形钢腹板用来抗剪,几乎所有的弯矩与剪力分别由混凝土顶、底板和波形钢腹板承担,而且其腹板内的应力分布近似为均布图形,而非传统意义上的三角形,有利于材料发挥作用;
(5)增加了截面回转半径增加了截面回转半径,提高了结构效率:
提高了结构效率:
波形钢腹板PC箱梁桥中的混凝土均集中在顶、底板处,回转半径几乎增加到最大值,大大地提高了截面的结构效率;
波形钢腹板波形钢腹板PC箱梁桥的优点箱梁桥的优点(6)减少现场作业减少现场作业,加快施工进程:
加快施工进程:
波形钢腹板波形钢腹板PC箱梁桥在施工过程中箱梁桥在施工过程中,可以减少大量的模板、支架和混凝土浇注工程可以减少大量的模板、支架和混凝土浇注工程,免除在混凝土腹板内预埋管道的免除在混凝土腹板内预埋管道的烦杂工艺烦杂工艺,而且波形钢腹板可以工厂化生产而且波形钢腹板可以工厂化生产,现场拼装施工现场拼装施工,且能作为施工挂篮、且能作为施工挂篮、导梁等承重构件,从而简化施工设施,快了施工进程。
导梁等承重构件,从而简化施工设施,快了施工进程。
(7)减少了节段数量减少了节段数量,缩短了工期:
缩短了工期:
由于梁体自重的减轻由于梁体自重的减轻,悬臂施工悬臂施工时时,可减少节段数量可减少节段数量,因而可以大大地加快施工速度因而可以大大地加快施工速度,缩短工期;
缩短工期;
(8)体外力筋可以替换体外力筋可以替换,便于桥梁的维修和补强:
便于桥梁的维修和补强:
波形钢腹板波形钢腹板PC箱梁箱梁桥采用体外预应力桥采用体外预应力,因而即使在长期运营后因而即使在长期运营后,体外预应力索出现磨损或断裂时体外预应力索出现磨损或断裂时,也可以在夜间停止车辆通行后对其进行更换;
也可以在夜间停止车辆通行后对其进行更换;
(9)避免了腹板开裂问题避免了腹板开裂问题,耐久性能好:
耐久性能好:
传统的预应力混凝土箱梁桥受传统的预应力混凝土箱梁桥受外力荷载以及混凝土收缩、徐变的影响外力荷载以及混凝土收缩、徐变的影响,常常在腹板出现裂缝常常在腹板出现裂缝,造成了混凝土造成了混凝土截面削弱、钢筋腐蚀乃至于要进行维修补强等一系列问题截面削弱、钢筋腐蚀乃至于要进行维修补强等一系列问题,而波形钢腹板而波形钢腹板PC箱梁桥则不会出现上述问题箱梁桥则不会出现上述问题,耐久性能较好。
耐久性能较好。
(10)造型美观:
造型美观:
波形钢腹板具有优良的外观波形钢腹板具有优良的外观,可使桥梁获得较强的美可使桥梁获得较强的美感,是山区、风景区较好的桥型选择。
感,是山区、风景区较好的桥型选择。
2.波形钢腹板波形钢腹板PC箱梁桥在箱梁桥在国内外的应用国内外的应用法法国国在在80年年代代末末期期首首先先把把钢钢腹腹板板运运用用于于桥桥梁梁结结构构,并并建建成成了了第第一一座座波波形形钢钢腹腹板板箱箱梁梁桥桥Cognac桥桥。
随随着着这这种种结结构构成成功功的的运运用用,各各国国都都相相继继建建造造了了数数座座此此类类型型的的桥桥梁梁。
如如法法国国的的Maupre桥桥、Asterix桥桥、Doie桥桥、挪挪威威的的Tronko桥桥、委委内内瑞瑞拉拉的的Caracas桥桥、Corniche桥桥。
日日本本在在引引进进这这种种新新结结构构后后,很很快快就就在在1993年年成成功功建建造造了了日日本本第第一一座座波波形形钢钢腹腹板板箱箱梁梁桥桥新新开开桥桥。
随随着着科科研研和和实实践践的的进进一一步步的的深深入入,日日本本建建造造了了一一系系列列的的此此类类桥桥,成成为为目目前前修修建建此此类类桥桥型型最最多多的的国国家家,在在建和已建成的桥已超过建和已建成的桥已超过200座。
座。
波形钢腹板预应力砼箱梁桥在国外的应用波形钢腹板预应力砼箱梁桥在国外的应用桥名结构形式跨径布置(m)梁高(m)施工方法建成年份Cognac桥(法国)3跨连续31+43+312.25满堂支架1986Maupre高架桥(法国)7跨连续40.95+47.25+53.55+50.4+47.25+44.10+40.953.0顶推施工1987Dole桥(法国)7跨连续48+580+482.5-5.5悬臂施工1988Altwipfergrund桥(德国)3跨连续81.5+115+81.42.8悬臂施工Ilsun桥(韩国)14跨连续50+1060+50+250.5顶推施工2005Asterix桥(法国)2跨连续43(最大跨径)2.25支架施工1989Coniche桥(委内瑞拉)7跨连续80(最大跨径)3.5悬臂施工2002国外具有代表性波形钢腹板预应力砼箱梁桥国外具有代表性波形钢腹板预应力砼箱梁桥(不含日本)(不含日本)编号桥梁名施工方法构造形式桥长(m)跨径布置(m)竣工年份1栗东桥悬臂施工4跨部分斜拉桥495.0137.6170.0115.067.6施工中2矢作川桥(东)悬臂施工4跨预应力斜拉桥820.0173.42235.0173.420053池山高架桥悬臂施工10跨预应力连续刚构941.046.5104.0114.099.04106.598.050.520064中一色川桥悬臂施工5跨预应力连续粱535.471.33130.071.3施工中5中一色川桥悬臂施工6跨预应力连续粱574.362.83112.0110.561.3施工中6宫家岛高架桥悬臂施工23跨预应力连续粱1432.051.2753.054.085.053.0352.058.560.0101.5施工中7入野高架桥支架施工10跨预应力连续粱679.056.7358.080.0124.080.0258.045.7施工中8朝比奈川桥悬臂施工7跨预应力连续刚构670.781.2150.491.273.294.7104.873.2施工中9上伊佐布第三高架桥悬臂施工5跨预应力连续刚构449.053.0105.0136.099.053.0施工中10前川桥悬臂施工5跨预应力连续粱500.076.8120.0104.0120.076.8施工中11谷津川桥悬臂施工5跨预应力连续粱383.543.891.0135.074.037.3施工中12菱田川桥悬臂施工8跨预应力连续刚构688.064.93105.0124.075.054.052.9施工中日本具有代表性的波形钢腹板桥日本具有代表性的波形钢腹板桥Maupre高架桥本谷桥栗东桥实景(部分斜拉桥)栗东桥实景(部分斜拉桥)137.6m170.0m115.0m67.6m施工中的栗东桥施工中的栗东桥德国Altwipfergrund桥矢作川斜拉桥:
矢作川斜拉桥:
173.4m+2173.4m+2235.0m+173.4m,235.0m+173.4m,已建成的最宽的波形钢腹板桥,桥宽已建成的最宽的波形钢腹板桥,桥宽43.8m43.8m日本、日见低塔斜拉桥:
日本、日见低塔斜拉桥:
91.8m+180m+91.8m曾宇川桥:
曾宇川桥:
23.1m跨波形钢跨波形钢腹板预应力砼梁桥腹板预应力砼梁桥国内对波形钢腹板箱梁的研究还处于初级阶段,先后有交通国内对波形钢腹板箱梁的研究还处于初级阶段,先后有交通部部交通交通科研设计院、西南交通大学、东南大学、重庆交通大学等单位对该组合科研设计院、西南交通大学、东南大学、重庆交通大学等单位对该组合箱梁的钢腹板屈曲强度、方案设计、桥面板有效宽度、剪力连接键等做箱梁的钢腹板屈曲强度、方案设计、桥面板有效宽度、剪力连接键等做过研究。
过研究。
到目前为止,国内只修建了到目前为止,国内只修建了6座波形钢腹板箱梁桥,分别是青海三座波形钢腹板箱梁桥,分别是青海三道河桥(道河桥(50m跨单箱双室大箱梁),江苏淮安的长征桥跨单箱双室大箱梁),江苏淮安的长征桥(18.5m+30.5m十十18.5m的的3跨连续梁,人行桥跨连续梁,人行桥),河南的泼河大桥,河南的泼河大桥(4跨跨30米先简支后
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